无线胎压监测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109304991A(43)申请公布日2019.02.05(21)申请号201710627466.8(22)申请日2017.07.27(71)申请人北京纳米能源与系统研究所地址100083北京市海淀区学院路30号天工大厦C座(72)发明人张弛郭桐刘国旭逄尧堃吴波王中林李新建(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人任岩(51)Int.Cl.B60C23/04(2006.01)H02N1/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称无线胎压监测系统(57)摘要一种无线胎压监测系统，包括：设置于轮胎内、外胎之间的摩擦纳米发电机，用于将轮胎行进过程中形变产生的机械能转化为电能；以及无线胎压监测单元，由摩擦纳米发电机提供电能，用于完成胎压监测。由此可以实现自驱动的无线胎压监测，确保对胎压的实时监测，解决了现有技术中胎压监测系统受限于电池寿命而不能对胎压进行实时监测的问题。CN109304991ACN109304991A权利要求书1/2页1.一种无线胎压监测系统，包括：设置于轮胎内、外胎之间的摩擦纳米发电机，用于将所述轮胎行进过程中形变产生的机械能转化为电能；以及无线胎压监测单元，由所述摩擦纳米发电机提供电能，用于完成胎压监测。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述摩擦纳米发电机包括：基底层，为2N边形的环形结构；第一电极层，紧贴所述基底层内侧N个相邻边，作为所述摩擦纳米发电机的第一摩擦电极；摩擦电极层，紧贴所述基底层内侧另外N个相邻边，作为所述摩擦纳米发电机的第二摩擦电极；以及绝缘层，紧贴所述第一电极层/摩擦电极层；其中，所述基底层在外力作用下发生变形，以改变所述绝缘层与摩擦电极层/第一电极层的接触/分离状态，摩擦产生电荷，且在分离状态时，所述第一电极层或摩擦电极层通过感应产生电荷；N为大于1的自然数。3.根据权利要求2所述的系统，其中：所述第一电极层连接有第一引出导线；所述摩擦电极层连接有第二引出导线；所述摩擦纳米发电机通过所述第一引出导线及第二引出导线连接至所述无线胎压监测单元。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述基底层为正2N边形的环形结构。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述N为奇数，且所述基底层的2N个边中的一组对边与所述轮胎的径向垂直；优选地，所述N＝3。6.根据权利要求2至5中任一项所述的系统，其中：所述绝缘层在所述基底层未发生变形时，与所述摩擦电极层/第一电极层之间存在预定间隙；所述绝缘层在所述基底层发生变形时，与所述摩擦电极层/第一电极层在形变压力下相互接触。7.根据权利要求2至6中任一项所述的系统，其中，所述绝缘层与所述第一电极层/摩擦电极层接触面的相对面具有微结构，该微结构为包括纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米棒、纳米花、纳米沟槽、微米沟槽、纳米锥、微米锥、纳米球和微米球状结构中任意组合的阵列结构。8.根据权利要求2至7中任一项所述的系统，其中，所述第一电极层和摩擦电极层的主体材质包括：金属、合金和导电氧化物的任意组合；所述绝缘层的主体材质包括高分子聚合物；所述基底层的主体材料包括柔性绝缘材料；优选地，该柔性绝缘材料具有高耐久性。9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述无线胎压监测单元包括：交/直流转换电路，与所述摩擦纳米发电机连接，用于将所述摩擦纳米发电机转化得到的电能存储并向无线胎压传感器供电；无线胎压传感器，包括：设置在所述轮胎气嘴处的发射端，用于对所述轮胎的胎压进行检测，并将检测结果发2CN109304991A权利要求书2/2页射至接收端；接收端，用于接收所述检测结果并实时呈现。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中：所述摩擦纳米发电机通过粘贴、缝合或堆叠方式设置于所述轮胎的内、外胎之间；和/或所述摩擦纳米发电机的数量为多个，该多个摩擦纳米发电机之间通过导线以并联方式连接，所述导线分布在所述轮胎的内、外胎之间。11.根据权利要求10所述的系统，还包括：密封单元，用于对所述导线和所述摩擦纳米发电机接近所述轮胎外胎的边缘进行密封。12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述摩擦纳米发电机的尺寸与所述轮胎内、外胎的尺寸相匹配。3CN109304991A说明书1/7页无线胎压监测系统技术领域[0001]本公开属于摩擦发电技术领域，更具体地涉及一种无线胎压检测系统。背景技术[0002]通常情况下，车辆在行驶过程中需要对轮胎压力进行监测，以确保行车安全。但现有技术中的胎压测试系统一般是由电池进行供电，这样就可能出现胎压测试系统受限于电池寿命而需要定期更换维护的弊端。[0003]而汽车轮胎是汽车的重要组成部件，其对于保障汽车的安全行驶具有重要的作用。轮胎转动时会不停地